CN101767991B - 箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法 - Google Patents

箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法。属于以氧化锆为基料的陶瓷成型制品，特别涉及用于超薄型氧化锆电子陶瓷制品专用的烧结窑炉内装料的支架、屏板。a.包括如下以mol百分比计的原料组分：二氧化锆ZrO2 87～96mol％，氧化钇Y2O3 4～13mol％，b.制造方法包括如下步骤：①氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料的制备，②干压成型，③烧结。提供了一种将多个V型条连接并与匣钵复合于一体的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法。省去了V型条摆放工序，减少了用工，降低了工人的劳动强度。无须匣钵配合，扩大了烧结空间，提高了烧结窑炉的生产能力，提高了烧结成品率。产品的电性能及物理性能大幅度提高。

Description

箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法
技术领域
本发明是一种箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法。属于以氧化锆为基料的陶瓷成型制品，特别涉及用于超薄型氧化锆电子陶瓷制品专用的烧结窑炉内装料的支架、屏板。
背景技术
氧化锆电子陶瓷烧结载体，是利用了氧化锆材料的化学稳定性和相变增韧机理，具有耐高温、高强度高荷重软化点、抗热震稳定性强且与烧结体不粘接、不发生化学反应等特点。在电子陶瓷生产领域得到广泛的应用。
电子工业对陶瓷电子元器件的性能要求不断提高，各陶瓷电子元件生产厂家在烧结圆片状电子元件时，为达到产品的电性能及物理性能指标，防止产品在烧结过程中发生滚动、翻倒而导致的产品变形，采用形状为V型的氧化锆承烧载体，以保证产品整齐、稳定，便于烧结。
现有技术中的承烧载体存在如下不足：
①氧化锆V型条载体均由多个三角形条拼装而成，使用时需要人工把多个氧化锆V型条摆放到匣钵里面，然后装入产品进行烧结。用工多，工人劳动强度大。
②需要匣钵配合使用，匣钵的体积比较大，占用烧结空间，降低了烧结炉的生产能力。
③在产品烧结过程中，产品坯体易松动、不稳固，容易导致烧结产品变形，成品率不高。
④更重要的是V型条之间存在缝隙，不封闭，高温烧结时刚玉莫来石气氛穿过缝隙，与产品发生化学反应，降低了产品的电性能及物理性能，产品的次品率高。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种将多个V型条连接并与匣钵复合连接于一体的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的箱体波纹型氧化锆陶瓷承烧板及其制造方法其特征在于：
a.包括如下以mol百分比计的原料组分：
二氧化锆ZrO2mol％                       87～96
氧化钇Y2O3mol％                         4～13
b.制造方法包括如下步骤：
①氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料的制备
按照a中所述原料组分，采用二次电熔法稳定处理，制备部分稳定型氧化锆陶瓷材料；粉碎过100目筛，得到电熔稳定氧化锆陶瓷材料细粉；经颗粒级配后，加入适量5％的聚乙烯醇(PVA)溶液作为结合剂，强制混炼造粒；
②干压成型
采用箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板专用模具，根据承烧板不同部位对原料的实际需求量、将步骤①制备的原料加入凹模内，落下凸模，施加压力，干压成型；
③烧结
煅烧炉缓慢升温至1610℃～1700℃，并在1610℃～1700℃温度范围内，保温烧结1.5～2.5小时，升温速率；
室温～500℃              80-100℃/小时
500℃～100℃             120-150℃/小时
1100℃～1300℃           80-100℃/小时
1300℃～1600℃           50-60℃/小时。
本发明的箱体波纹型氧化锆陶瓷承烧板，采用4％～13mol％Y2O3稳定的氧化锆陶瓷材料，四方相分布均匀稳定性高，材料的力学性能和电学性能优越，具有耐火度高、高温强度大、与电子陶瓷不粘接、不发生化学反应的特点。特别适合用于制造电子陶瓷承烧板。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制备方法，其特征在于b.中步骤②所述之承烧板不同部位对原料的实际需求量控制在加料的厚度/干压坯体的厚度＝2.0～2.5范围内。
由于干压成型法工艺简单，操作方便，易于批量生产，干压的坯体致密度高，尺寸精确。因此本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板，坯体成型采用干压。但是，传统的干压成型法是上下加压成型，只适合形状比较简单的产品，对于形状比较复杂的异型面陶瓷制品的加工难度比较大。本发明改进加料方式，设计新型模具，按不同位置、不同需求量进行加料和施加压力。加料时先把凹模定好位，凸模初始位置预设一定高度，这个高度由成品的高度和材料的压缩比(压缩比＝加料的厚度/干压坯体的厚度)决定，对于本发明的陶瓷材料压缩比为2.0-2.5。然后加入a中的造粒料，用刮板刮平，再用专用刮板挂一下，再加压力。脱模时先卸掉压力，再把凹模降下来，最后去掉上冲头拿出产品。这样就使整个产品每个部位料的压缩比一样，压出来的坯件各部位的致密度相同，解决了传统干压法不能压制异型复杂瓷件的问题。
本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制备方法的应用，其特征在于适用于热敏电阻、陶瓷电容、片式元件、铁氧体等氧化锆电子陶瓷元件的烧结工艺。
本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制备方法公开的技术方案，相比现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，并能产生如下积极效果、
1.提供了一种将多个V型条连接并与匣钵复合于一体的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板及其制造方法。
2.一体的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板，代替了V型条载体。省去了V型条摆放工序，减少了用工，降低了工人的劳动强度。
3.无须匣钵配合，扩大了烧结空间，提高了烧结窑炉的生产能力。
4.在产品烧结过程中，产品坯体不易松动、十分稳固，烧结成品率高。
5.从根本上避免了现有技术中的V型条之间存在缝隙，不封闭，高温烧结时刚玉莫来石气氛穿过缝隙，与产品发生化学反应，降低产品的电性能及物理性能，导致产品的次品率高的诸多弊端。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1制造本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板
a按照化学计量的mol百分比，准确称取ZrO296％mol，Y2O34％mol，备用；
b.制造方法包括如下步骤：
①氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料的制备
按照a中所述原料组分，采用二次电熔法稳定，制备部分稳定型氧化锆陶瓷材料；粉碎过100目筛，得到电熔稳定氧化锆陶瓷材料细粉；经颗粒级配后，加入适量5％的聚乙烯醇(PVA)溶液作为结合剂，强制混炼造粒；
②干压成型
采用箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板专用模具，根据承烧板不同部位对原料的实际需求量、将步骤①制备的原料加入凹模内，落下凸模，施加压力，干压成型；
③烧结
煅烧炉缓慢升温至1610℃～1700℃，并在1610℃～1700℃温度范围内，保温烧结1.5～2.5小时，升温速率；
室温～500℃              80-100℃/小时
500℃～100℃             120-150℃/小时
1100℃～1300℃           80-100℃/小时
1300℃～1600℃           50-60℃/小时。
实施例2-6
按照实施例1的方法和步骤，按照表1的配方，制备本发明的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板
  原料  实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  实施例5  实施例6
  ZrO2mol％  95  93  94  87  89  90
  Y2O3mol％  5  7  6  13  11  10

Claims (2)

1.一种箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板的制备方法，其特征在于：由如下以mol百分比计的原料制成：
二氧化锆ZrO2 mol％          87～96
氧化钇Y2O3 mol％            4～13
其制造方法包括如下步骤：
①氧化钇稳定的氧化锆陶瓷材料的制备
按照所述原料组分，采用二次电熔法稳定处理，制备部分稳定型氧化锆陶瓷材料；粉碎过100目筛，得到电熔稳定氧化锆陶瓷材料细粉；经颗粒级配后，加入适量5%的聚乙烯醇（PVA）溶液作为结合剂，强制混炼造粒；
②干压成型
采用箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板专用的模具，根据承烧板不同部位对原料的实际需求量、将步骤①制备的原料加入凹模内，落下凸模，施加压力，干压成型；所述之承烧板不同部位对原料的实际需求量控制在加料的厚度/干压坯体的厚度＝2.0～2.5范围内；
③烧结
煅烧炉缓慢升温至1610℃～1700℃，并在1610℃～1700℃温度范围内，保温烧结1.5～2.5小时，升温速率；
Figure FDA00002064283000011
2.权利要求1的箱体波纹型氧化锆电子陶瓷承烧板的制备方法的应用，其特征在于适用于热敏电阻、陶瓷电容、片式元件、铁氧体氧化锆电子陶瓷元件的烧结工艺。 
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